(57)【要約】      （修正有）【課題】可動ユニットの異常負荷検出方法であって、電動機で駆動する可動ユニットにワークや他の部材等が衝突して異常負荷が作用したときに、この異常負荷を速やかに検出して機械装置の破損を未然に防止する。【解決手段】電動機で駆動する可動ユニットの異常負荷検出方法において、電動機の通常運転時の駆動電流増加率または偏差増加率を基準値として定め、稼動運転中の駆動電流を常時監視し、駆動電流増加率が基準値を超えた時点を異常負荷として検出することから構成される。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機で駆動する可動ユニットの異常負荷検出方法において、電動機の通常運転時の駆動電流増加率を基準値として定め、稼動運転中の駆動電流を常時監視し、駆動電流増加率が基準値を越えた時点を異常負荷として検出することを特徴とする可動ユニットの異常負荷検出方法。
【請求項２】
電動機で駆動する可動ユニットの異常負荷検出方法において、電動機の通常運転時の偏差増加率を基準値として定め、稼動運転中の偏差を常時監視し、偏差値が増加率基準値を超えた時点を異常負荷として検出することを特徴とする可動ユニットの異常負荷検出方法。
【請求項３】
電動機で駆動し、プログラムにより繰り返し運転する可動ユニットの異常負荷検出方法において、電動機の通常運転時の駆動電流値を基準値として記録しておき、プログラムによる稼動運転中の駆動電流を常時前記記録値と比較し、この電流値の差が基準値を越えた時点を異常負荷として検出することを特徴とする可動ユニットの異常負荷検出方法。
【請求項４】
電動機で駆動し、プログラムにより繰り返し運転する可動ユニットの異常負荷検出方法において、電動機の通常運転時の偏差を基準値として記録しておき、プログラムによる稼動運転中の偏差を常時前記記録値と比較し、この偏差値の差が前記記録値を越えた時点を異常負荷として検出することを特徴とする可動ユニットの異常負荷検出方法。
【請求項５】
請求項１、２、３または４において、稼動運転中に検出した負荷増加率が通常稼動値より大きく、基準値より小さいとき、この情報を可動ユニットの保全警報とする請求項１、２、３または４に記載の可動ユニットの異常負荷検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はワークの搬送装置等、各種機械装置における可動ユニットの異常負荷検出方法に係り、特に、誘導電動機やサーボ電動機等の電動機で駆動する可動ユニットにワークや他の部材等が衝突して異常負荷が作用したときに、この異常負荷を速やかに検出して機械装置の破損を未然に防止する、可動ユニットの異常負荷検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワークの搬送装置等、電動機を駆動源とした機械装置に対して、衝突などにより異常負荷が発生した場合、すぐに機械装置の可動ユニットを停止させないと機械装置の破損につながってしまう。例えば、可動ユニットが１０００ｍｍ／秒で作動している場合、停止に要する時間が０．１秒であっても停止までに１００ｍｍ作動してしまい、機械装置の破損を起こす。
【０００３】
可動ユニットの異常負荷検出方法として、従来、負荷の最大値を設定し、この最大値を超えた時点を異常負荷と判断する方法が知られている。しかし、この判断の時点ではすでに機械装置に大きな負荷が掛かっていて手遅れであり、破損につながる。このような破損を防止するためには、機械装置の停止を極力短くする必要がある。
【０００４】
さらに、機械装置の可動ユニットに異常負荷が発生したときの可動ユニットの緊急停止技術として、従来、特開平１０−１４３２１６に示される技術も知られている。これは特許請求の範囲および図１に記載されるように、高低二種の過負荷検出レベルを設け、ＮＣ装置から低速移動指令が出力されたときは、高い過負荷検出レベル４０を自動設定し、高速移動指令が出力されたときは、低い過負荷検出レベル４１を自動設定させ、可動ユニット６が衝突したときの衝撃は、その運動エネルギーと、衝突時のサーボモータ１２の出力トルクに比例する駆動エネルギーを加えたものとなり、運動エネルギーは、速度の二乗に比例するから、この運動エネルギーの増大を相殺するように、過負荷検出レベル４１を低く設定することを特徴とする。
【０００５】
しかし、この公知技術も上述と同様、負荷が大きくなった後でないと、異常負荷の発生を検出できず、このため、機械装置の破損を未然に防止することは困難であった。
【特許文献１】特開平１０−１４３２１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は誘導電動機やサーボ電動機等の電動機で駆動する可動ユニットにワークや他の部材等が衝突して異常負荷が発生したときに、負荷が大きくならないうちに低い負荷領域で異常負荷の発生を検出して可動ユニットを非常停止し、機械装置の破損を未然に防止する上述の公知技術に存する欠点を改良した可動ユニットの異常負荷検出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の課題を解決するため、本発明によれば、電動機で駆動する可動ユニットの異常負荷検出方法において、電動機の通常運転時の駆動電流増加率を基準値として定め、稼動運転中の駆動電流を常時監視し、駆動電流の増加率が基準値を超えた時点を異常負荷として検出することを特徴とする。
【０００８】
さらに、上述の課題を解決するため、本発明によれば、電動機で駆動する可動ユニットの異常負荷検出方法において、電動機の通常運転時の偏差増加率を基準値として定め、稼動運転中の偏差を常時監視し、偏差値の増加率が基準値を超えた時点を異常負荷として検出することを特徴とする。
【０００９】
さらにまた、上述の課題を解決するため、本発明によれば、電動機で駆動し、プログラムにより繰り返し運転する可動ユニットの異常負荷検出方法において、電動機の通常運転時の駆動電流増加率を基準値として記録しておき、プログラムによる稼動運転中の駆動電流を常時前記記録値と比較し、この電流値の差が前記記録値を越えた時点を異常負荷として検出することを特徴とする。
【００１０】
さらに、上述の課題を解決するため、本発明によれば、電動機で駆動し、プログラムにより繰り返し運転する可動ユニットの異常負荷検出方法において、電動機の通常運転時の偏差増加率を基準値として記録しておき、プログラムによる稼動運転中の偏差増加率を常時前記記録値と比較し、この偏差値の差が前記記録値を超えた時点を異常負荷として検出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
上述の本発明の異常負荷検出方法は誘導電動機やサーボ電動機の電動機で駆動する可動ユニットにワークや他の部材等が衝突して異常負荷が作用したときに、この異常負荷を速やかに検出して機械装置の破損を未然に防止する。
【００１２】
本発明では、負荷の変化状況を負荷の変化率で監視し、低い負荷領域でも異常負荷を検出できる方法を確立した。低い負荷領域で異常負荷を検出できれば機械装置を破損前に停止させることができる。通常運転時の負荷と、異常時、例えば衝突時の負荷を比較した場合、通常の加速負荷に較べ負荷の増大率が大きくなっている。この負荷の増大率を検出し常時監視することにより、運転中の負荷が正常範囲の負荷であるか、異常負荷であるか判断できる。
【００１３】
この負荷の増大率を検出する方法としては偏差制御をしていない電動機の場合は駆動電流を検出し今回検出値と前回検出値の差をとることにより増加率を算出することができる。また、偏差制御をしている電動機の場合は、駆動電流または偏差を検出し今回検出値と前回検出値の差をとることにより増加率を算出することができる。
【００１４】
このように負荷の増大率により異常負荷を検出すれば、低い負荷状態で異常状態を検出することができるので、例えば衝突の場合でも機械装置が破損する前に可動ユニットを停止させることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を添付図面を用いて詳細に説明する。
【００１６】
図１は本発明にかかる可動ユニットＡの異常負荷検出方法を具体的に説明するための一具体例のフローシートである。図１において、例えば、ワークの搬送装置等、機械装置１の可動ユニットＡは誘導電動機２およびサーボ電動機６をそれぞれ一台づつ備える。
【００１７】
誘導電動機２は電源５に、制御ユニット４および駆動電流検出器３を経て連結され、稼動する。さらに、サーボ電動機６はサーボ電動機６用の電源８に、制御ユニット７を経て連結され、稼動する。
【００１８】
そして、誘導電動機２の負荷は動力供給配線に取り付けられた駆動電流検出器３から２ｍSec．（２ミリ秒・２／１０００秒）毎に検出され、機械装置１の制御ユニット９に内蔵された異常負荷演算ソフト１０に取り込まれる。また、サーボ電動機６は制御ユニット７の内部データの負荷トルク値と、偏差値を２ｍSec．毎に制御ユニット９に内蔵された異常負荷演算ソフト１０に取り込まれる。
【００１９】
異常負荷演算ソフト１０は基準負荷偏差記憶領域１２からの情報にもとづいて負荷を演算し、結果を制御ユニット９内の電動機駆動ソフト１１に連絡し、ここからさらに制御ユニット４および７に連絡し、誘導電動機２およびサーボ電動機６を制御する。負荷が基準値を越えるときには異常警報表示ソフト１３から異常警告を表示する。
【００２０】
図２は通常動作の電動機負荷と負荷変化率の関係を表したグラフである。図２に示されるように、停止中の負荷１４から、加速すると負荷１５のように負荷が上昇し、一定加速中の負荷１６を経て加速減少中の負荷１７となって台形状になる。さらに、負荷は一定速度動作中の負荷１８および減速増加中の負荷１９を経て、さらに一定減速中の負荷２０および減速減少中の負荷２１を経て停止中の負荷２２となる。通常動作中の電動機負荷と電動機負荷変化率は図２のように加速中は台形状に負荷が発生し、一定速運転にはいると加速負荷が不要になるため負荷が減少し、減速にはいると減速させるための負荷が必要になるため、逆方向の負荷が増大する。
【００２１】
２ｍＳｅｃ毎で検出した負荷の今回検出値と前回検出値の差をとり電動機負荷の変化率をグラフにすると図３のようになる。図３において、時間と電動機負荷変化率の関係は停止中の負荷変化率２３から、順次に、加速増加中の負荷変化率２４、加速一定中の負荷変化率２５、加速減少中の負荷変化率２６、一定速度中の負荷変化率２７、減速減少中の負荷変化率２８、一定減速中の負荷変化率２９となる。
【００２２】
図４は衝突異常時の電動機負荷と負荷変動率の関係を表したグラフであり、図５は電動機負荷変化率と時間との関係を表したグラフである。図４および図５に示されるように、動作中に衝突した時点を３１とすると衝突異常時の負荷３４がはね上がり、異常負荷が検出点３２で検出される。やがて基準値３０、すなわち異常負荷負荷検出点３２を超え、機械装置の停止点３３に達する。このときの衝突異常時の負荷変化率は指示番号３５で示される。
【００２３】
異常負荷、例えば、衝突が発生した場合は、通常の加速度に較べ厳しい速度で負荷の増大が発生するのでほぼ図４に示したグラフのように負荷が変動し、負荷の変化率は非常に大きくなり、異常検出基準値３０を越えてしまう。しかし、実際に発生している負荷はまだ小さい範囲であり、機械装置に対する影響はまだほとんどない状態で異常負荷を検出できたことになる。検出後ただちに停止動作に入るため、機械装置の破損を未然に防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明は誘導電動機やサーボ電動機等の電動機で駆動する可動ユニットにワークや他の部材等が衝突して異常負荷が発生したときに、負荷が大きくならないうちに低い負荷領域で異常負荷の発生を検出して可動ユニットを非常停止し、機械装置の破損を未然に防止するものであり、鋳造技術分野での成型品加工および搬送に際して利用可能性が高い。  
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明にかかる可動ユニットＡの異常負荷検出方法を具体的に説明するための一具体例のフローシートである。
【図２】通常動作時の電動機負荷と負荷変化率の関係を表したグラフである。
【図３】電動機負荷の変化率を表したグラフである。
【図４】衝突異常時の電動機負荷と負荷変化率の関係を表したグラフである。
【図５】電動機負荷変化率と時間との関係を表したグラフである。
【符号の説明】
【００２６】
Ａ  可動ユニット  
１  機械装置
２  誘導電動機    
３  駆動電流検出器
４  制御ユニット
５  電源  
６  サーボ電動機
７  制御ユニット
８  電源  
９  制御ユニット
１０  異常負荷演算ソフト
１１  電動機駆動ソフト
１２  基準負荷偏差記憶領域
１３  異常警告表示ソフト
３０  基準値
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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